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Productivité des océans
La productivité des océans (également appelée productivité marine) fait référence à la production primaire du phytoplancton unicellulaire en suspension dans l'océan.
Lephytoplancton est un organisme unicellulaire qui vit dans les milieux aquatiques. Ils sont autotrophes, c'est-à-dire qu'ils produisent leur propre nourriture par photosynthèse.
Ce carbone organique est ensuite fourni aux hétérotrophes.
Leshétérotrophes sont des organismes qui vivent en consommant des composés produits par d'autres organismes.
Exemples de productivité des océans
Les hétérotrophes marins englobent un large éventail d'organismes.Ils sont classés en trois catégories principales.
| Type d'hétérotrophes | Définition | Exemples de types d'hétérotrophes |
Zooplancton | Animaux flottants. |
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Necton | Organismes nageurs. |
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Benthos | Organismes qui vivent au fond de la mer. |
|
La majorité de la matière organique produite par le phytoplancton est transformée en formes organiques dissoutes dans l'océan de surface ; elle est recyclée pour être réutilisée par le phytoplancton. Seule une fraction est exportée vers les profondeurs de l'océan.
Les plantes benthiques sont également des producteurs primaires dans les océans. Cependant, ces organismes ne représentent que 5 à 10 % de la matière végétale marine. Cela s'explique par le fait qu'ils ne poussent qu'en bordure des océans de la planète, dans des zones peu profondes où la lumière est suffisante pour la photosynthèse. C'est donc le phytoplancton qui assure la majeure partie de la productivité des océans.
Mesurer la productivité des océans
La productivité totale d'une région ou d'un système est la productivité primaire brute.
Une partie de cette matière organique est utilisée pour nourrir le phytoplancton. La quantité restante est connue sous le nom de productivité nette.
Laproductivité nette est la quantité de matière organique disponible pour soutenir les hétérotrophes de l'océan.
Par conséquent, la production primaire nette est la production primaire brute moins l'énergie utilisée pour la croissance et le développement de la plante.
La productivité primaire annuelle des océans est estimée à environ 50 ×1015 grammes (50 ×109 tonnes métriques) de carbone par an, soit environ la moitié du total mondial.
Facteurs affectant la productivité des océans
La productivité primaire est limitée par la disponibilité des nutriments ou par la lumière.
Disponibilité des nutriments
Les nutriments les plus importants pour le phytoplancton sont l'azote (N), le phosphore (P), le fer (Fe) et le silicium (Si).
Le carbone inorganique dissous est très abondant dans les océans et n'est donc généralement pas répertorié parmi les autres nutriments.
Azote et phosphore
Le phytoplancton a besoin de quantités relativement uniformes d'azote et de phosphore.
Cela peut être quantifié à l'aide du rapport de Redfield. Le plancton construit sa biomasse en utilisant des rapports C:N:P de 106:16:1.
Le rapport N:P dissous dans l'océan profond est proche du rapport 16:1 de la biomasse du plancton.
Le fer et le silicium
Le fer se trouve dans la biomasse à l'état de traces, mais il est utilisé à des fins essentielles dans les organismes. La pénurie affecte souvent la productivité des océans, en particulier dans les régions de remontée d'eau.
Tu trouveras plus d'informations sur la remontée des eaux dans une rubrique plus bas.
Le silicium n'est un nutriment essentiel que pour certains taxons de plancton, comme les diatomées.
Lesdiatomées sont un groupe diversifié d'algues unicellulaires, qui possèdent une paroi de verre unique faite de dioxyde de silicium, qui les protège des mâchoires écrasantes des prédateurs.
Cependant, la disponibilité du silicium est un facteur majeur dans l'écologie générale des eaux de surface, car les diatomées dominent généralement dans les eaux riches en Si.
La lumière
La lumière du soleil est la source d'énergie du phytoplancton. Cependant, très peu de lumière solaire pénètre en dessous de 80 m de profondeur. En fait, dans certaines régions côtières très productives, la lumière ne peut pénétrer qu'à 10 m sous la surface de l'océan.
Par conséquent, la photosynthèse est limitée à la partie supérieure de l'océan, pénétrée par la lumière, appelée zone photique. Sous cette zone se trouve la zone aphotique, où la photosynthèse ne se produit pas en raison d'un manque de lumière.
La lumière du soleil fait que l'eau de surface est beaucoup plus chaude que l'eau sous-jacente. L'eau chaude a une densité plus faible que l'eau froide, elle reste donc au-dessus d'elle, ce qui crée une thermocline.
La thermocline est un gradient de température vertical qui entraîne une stratification de la densité dans l'océan.
La stratification par densité se produit lorsqu'il y a une couche d'eau froide et dense au fond et une couche d'eau plus chaude au-dessus.
Conditions saisonnières et locales
Dans les régions tempérées, l'abondance du plancton atteint son maximum au printemps lorsque la température et l'intensité lumineuse augmentent. Des pics d'abondance secondaires se produisent en automne. De plus, les fortes tempêtes hivernales mélangent la colonne d'eau, distribuent les nutriments et facilitent la croissance du phytoplancton.
Lesfortes précipitations dans les zones côtières (en particulier dans celles qui connaissent la mousson) peuvent entraîner des panaches turbides riches en nutriments.
Turbide est un mot souvent utilisé pour décrire les liquides qui sont troubles ou épais en raison des matières en suspension qu'ils contiennent.
Productivité primaire dans les écosystèmes marins
La productivité primaire varie selon les différentes parties des océans.
L'océan ouvert
L'océan ouvert a généralement une faible productivité. Les eaux chaudes éclairées par le soleil sont séparées de l'intérieur plus froid et riche en nutriments par une forte différence de densité. Le mélange est restreint, ce qui réduit l'apport en nutriments.
La lumière influe également sur la productivité des océans ouverts. La grande majorité de l'océan ouvert se trouve dans la zone aphotique, où il n'y a pas assez de lumière pour la photosynthèse.
La combinaison d'un mélange restreint et d'une faible luminosité signifie que la majorité de la biomasse des océans ouverts (phytoplancton et hétérotrophes) se trouve à moins de 200 m de la surface de l'océan.
Zones côtières
Le long des côtes, les fonds marins sont peu profonds. La lumière du soleil peut souvent pénétrer jusqu'au fond, ce qui permet aux organismes benthiques de faire de la photosynthèse. De plus, la matière organique qui coule est interceptée par le fond marin, où elle fait vivre les communautés benthiques, avant d'être recyclée en nutriments dissous disponibles pour la production primaire.
Les zones côtières sont des écosystèmes très productifs en raison de la proximité de la terre et des nutriments, de l'interception des matières qui coulent et de la propension à la remontée des eaux côtières.
Remontées d'eau
Les régions de remontées d'eau sont les eaux les plus productives du monde. Bien qu'elles occupent moins de 2 % des océans, elles abritent une grande biodiversité et fournissent 20 % de la récolte mondiale de poissons.
Lesupwellings sont des zones où les eaux profondes froides et riches en nutriments remontent vers la surface.
En raison de leur grande biodiversité, les régions de remontée d'eau sont extrêmement importantes pour la pêche, ce qui leur apporte des avantages sociaux et économiques.
L'emplacement et l'intensité des remontées d'eau sont influencés par les changements de la circulation atmosphérique, tels que le phénomène climatique El Niño.
Le réchauffement exceptionnel des eaux de surface dans l'est de l'océan Pacifique tropical est appelé El Niño. Il s'agit d'un phénomène climatique. Il fait partie d'un phénomène plus vaste connu sous le nom d'oscillation australe El Niño (ENSO). El Nino est la "phase chaude" de ce phénomène. Le refroidissement inhabituel des eaux de surface de la région est appelé La Nina, la "phase froide" de l'ENSO. L'oscillation australe représente les fluctuations de la composante atmosphérique de l'ENSO, tandis qu'El Nino et La Nina sont considérés comme ses composantes océaniques. El Nino affecte la météo locale de l'Australie à l'Amérique du Sud et au-delà, ainsi que la température des océans, la force et la vitesse des courants océaniques, l'état des pêcheries côtières, et bien d'autres choses encore.
Les remontées d'eau peuvent provoquer des efflorescences de phytoplancton.
J'espère que cet article t'a apporté des éclaircissements sur la productivité biologique des océans. N'oublie pas que les facteurs limitants de la productivité des océans sont la lumière et la disponibilité des nutriments ; et que la thermocline, qui sépare les eaux riches en nutriments de la zone photique, limite la productivité primaire.
La productivité biologique de l'océan - Principaux enseignements
- La productivité des océans est la production primaire du phytoplancton unicellulaire en suspension dans l'océan.
- Le phytoplancton fournit de la matière organique aux hétérotrophes. La plupart des matières organiques sont transformées en formes inorganiques dissoutes, disponibles pour être réutilisées par le phytoplancton.
- La productivité primaire est limitée par la disponibilité des nutriments et de la lumière. Les eaux froides et riches en nutriments sont piégées sous les eaux chaudes et ensoleillées.
- L'océan ouvert a un faible taux de productivité, comparé aux zones côtières et aux zones proches des upwellings.
1. Dictionnaire de biologie, Benthos, 2017
2. Dictionnaire de biologie, zooplancton, 2018
3. Britannica, Écosystèmes marins, 2018
4. Britannica, Productivité primaire, 2022
5. Daniel Sigman, La productivité biologique de l'océan, Éducation à la nature, 2012.
6. Geomar, recherche sur les zones les plus productives de l'océan, 2019.
7. Neil Campbell, Biologie : Une approche globale onzième édition, 2018
8. Rebecca Lindsey, Qu'est-ce que le phytoplancton ?", 2010
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